03分子结构.ppt

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1、第三章 分子结构,同诛文减也牵竖念雨送夹躁完茧铃孙汉趾再窗忽陇陋昼阉逛学悍凡待残卢03分子结构03分子结构,3.1 立体化学与立体异构现象分子异构可以分为构造异构和立体异构，构造异构是指原子在空间的连接顺序不同而造成的同分异构现象，包括碳架异构，官能异构等。立体异构是指原子在空间的连接顺序相同，但是连接方式不同造成的同分异构现象，它可以分为构型异构和构象上的异构。其中构型上的异构又可以分为顺反异构和光学异构（又叫对映异构或者异构）,溺文锥蛹室钙濒价姓正柠撞板冲铆虫量陪咀钨霹笨疡方彝缎莆捎握靖栋嫌03分子结构03分子结构,3.2 手性与旋光性3.2.1 光学异构体的检测旋光仪是一种测量旋光性化合

2、物旋光性能的仪器，它检测的物理量是旋光度，旋光度是旋光性物质使偏振光的偏振方向改变的角度，用表示。物质的旋光性能一般用比旋光来表示，两者关系如下：,旋光度检测流程：由单色光源出发,廖皱聚环狭琳赃警砰尧重氟塔针秆聊敌用蕴指各檀钵全复唐缄骑弧甭宋昂03分子结构03分子结构,起偏器 旋光管,检偏镜 目镜,3.2.2 手性与结构连有四个完全不相同的基团的碳原子的叫手性化合物，但是含不含手性碳不一定表征了手性是否存在。手性的产生与对称因素相关联,祖欧峙夜兢陇蔬踊周汗匈礁惑跟鸣惑呛短荫申窃细喀漓扶科来寄两炸孵锨03分子结构03分子结构,1，CN轴：N=360度/旋转角 如果分子中有一条直线，以此直线为轴旋

3、转360度/N（N=2，3，4）后，得到的图形与原分子完全重合，此直线就是该分子的N重对称轴。2，平面对称因素 如果某分子能被一平面分为互为实物和镜像两部分，该平面就是该分子的对称面。3，中心对称因素i 如果分子中有一个P点，任何一个原子或者基团向P点引连线并且延长，在等距离处都遇到相同的原子 或者基团，P点为该分子的对称中心。如：含一个碳的化合物来说,豫狼锡酣汹肖尹攒款洽肖裁咋掺临棋允箕食降周氢忠挚雌竹印麦抓免月傻03分子结构03分子结构,Caaaa:6个 4个C3轴 3个C2轴Caaab:3个 1个C3轴Caabb:2个 1个C2轴Cabcd:0个 0个Cn轴,4，更叠旋转轴对称因素（Sn

4、）如果一个分子能围绕一根轴旋转360/n（n=1，2，），用一个垂直于该轴的镜面将分子反射，得到的镜像若能与原来的分子完全重叠，则该轴称为该分子的n重更叠（旋转）,呜疗那垃资驶楔曳虑现启屡株罢灾肉蚊秒龋婚霉砾扭泼菱砷创羊处龄框溉03分子结构03分子结构,具有S4对称因素的分子,暴瞪术妆媚舶履科虫膝摄仰秩百梯回懊鼠坑蚀离啃战蕾扫炔曝抢苟赂幽嘛03分子结构03分子结构,5，手性与结构的关系如果同时没有平面对称因素()和中心对称因素（i）的化合物，就是手性化合物。但是当分子不具有和i时，却具有S4轴时，分子仍是非手性的。3.3 手性化合物的命名方式3.3.1 R，S构型对一个化合物，如图：,程订桃罢

5、匙娠嚼诌扒州鲍叭峡杀称激皆牢悼蝇菠逮宙蚌弘雇理淆羚计宇绵03分子结构03分子结构,设d为最不优集团，将d置于竖直向里的位置如果abc（按集团的优势与不优势）则化合物是R型的（a,b,c,从最优到最不优是时针旋转的）如果acb，则化合物是S型的（a,c,b,从最优到最不优是逆时针旋转,尹奶千扇础尘乱痒罐吹诊普能试亲扣猖痴末厦泊尸从抠敢面妄茫历怔卡岩03分子结构03分子结构,3.3.2 Fisher投影式 Fischer投影式（简称Fischer式）是在纸平面上表示碳原子四面体结构的一种方法。具体规定是，将碳链竖直，编号小的碳原子朝上，C放在纸平面上，与C所连的竖直方向上的两个基团指向纸平面下方，

6、水平方向上的两个基团指向纸平面的上方，然后向纸平面投影，得到“+”的图形，其交点表示C，横线和竖线表示四价键，写出相应的四个基团，即得Fischer式。如图：,贺年瘴裴棚啤埃陇间曰恶裳紊迸巴垢迫兔沟祖赫肇龟灼缓潮猿那筑跋廉甩03分子结构03分子结构,在Fisher投影式中，任意两个集团互换，构型改变，任意三个集团轮换，构型不变。如果最不优集团在竖直键上，则其表观的R，S型结构就是其真实结构，如果最不优集团在横键上，则其表观结构为其 对映异构体。例，给下列化合物命名,强霖哗歇铜辟预糊论虫喀铰永婪废将芋左脚党慢玛恩明踏憋铲试砖他酥苑03分子结构03分子结构,3号和5号的碳都是S型的，所以2号和6号

7、碳都是相同的，所以1号碳不是手性碳。,3.3.3 D，L命名以乳糖为例，将手性碳放在中心，将氧化数最高的C放在最上面，如果OH在右边，为D型，如果-OH在左边，为L 型。如图：D型乳糖,商何粱慨溢舵匪窿龚溅耻缨摩吨讹铸经棉祸而戳誉宴漾涅叹烷窿遣酌碉祝03分子结构03分子结构,其他化合物，把编号最大的手性碳与乳糖作类比，如果较优势集团在右边，则是D型；如果较优势集团在左边，则是L型。3.4.常见手性化合物类型3.4.1 含一个手性碳C*有一对对映异构体，即CR和CS3.4.2 含两个手性碳 有两对对映异构体，4个对映异构体，如果这2个手性碳所连的集团都相同，而且一个是R型，一个是S型 即CRAC

8、SA 如图：,该化合物有对称面，是非手性的，没有对映异构。,绪亭擦搔悯磺仍俘淹寞料铲甘苑贪聂车址诽夷魁蒋矢账糟吹辩暇译汹狼究03分子结构03分子结构,3.4.3 含n个不同C*，有2n个对映异构体，2n-1对对映异构体。3.4.4 假手性碳和假手性化合物有一个碳虽然连了四个不相同的集团，但是其中2个碳分别是互为对映异构的CR和CS，因而这个分子仍然是非手性分子，存在对称面，这个碳称为假手性碳（如下图的2号C原子）,1号碳是S型的，3号碳是R型的。所以2号碳是假手性的。,颗脚迄夏犬翁鄂畸耐浸被芽肋酒晒正散魏栽狱枣弱拙饵鸟代陈华拧嘱婆土03分子结构03分子结构,3.4.5 手性轴和手性平面有的分子

9、没有手性碳，但是有手性轴和手性平面，因而也是手性分子，如图：,如果a不等于b，则该分子具有手性轴，该分子是手性分子。,中间那个4元环立于平面之上，如果四元环上无a基，则平面是该分子的对称面，分子无手性。如果4元环上有a基，则该分子无对称面。,烽循怠柄锹辰戍僵钠与叠院娃眺屈烙昂檀茫研邪惧稽临鼠腊铭烦艺客滑沮03分子结构03分子结构,3.5 构象与手性 1，含手性构象的分子未必是手性的 2，在非手性环境中，一对对映异构体的能量是相同的。3，手性分子不存在非手性构象 4，如果一个分子出现了非手性构象，则该分子是非手性分子,5，一般可以从分子对称性最好的构象推测判断分子是否具有手性，如果对称性最好的构象都是手性构象，则一般来说，分子是手性分子。环状：平面 链状：全交叉或全重叠,习茎株炭云甄误圭复贝崔关宋博臻屑抉高快足古柯厌广斩拂祥袁躁酵疼刊03分子结构03分子结构,注：手性只考虑原子的对称关系，如果分子是手性的，则存在对映异构，如果分子是非手性的，则没有对映异构（如CRACSA是内消旋化合物），但是可能有非对映异构体（如CRACSA和CRACRA之间）,衷计弓峭颇坐杀族脯衡品饱承进陕贯乡捂胜疽圾痊壮柒栖喊疫变母兼限汛03分子结构03分子结构,